理论力学课程总结
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2024年理论力学学习心得范本大二上学期就要结束了,这学期学了一门理论程,刚开始的时候觉得这门课应该讲的很快。
因为一学期教学任务就那么多,书又那么厚。
既然是理论力学刚开始我觉得应该是对高中物理力学更加深入的介绍吧。
理论力学主要包括静力学、运动学、动力学。
我个人比较喜欢这门课程。
因为高中的时候我也比较喜欢物理。
下面我谈谈我的学习体会。
教我们这门课的是张老师,刚开始老师讲的时候并没有我想象的那么快,静力学部分受力分析就讲了好几次课。
但学到力系的平衡那才知道这部分知识都要用到受力分析。
受力分析学好了这就不在话下了。
讲力系的平衡的时候老师经常拿土豆片作分析,说理论力学离不开土豆片,细细想想也是。
包括以后学的运动学部分,点的合成运动,平面图形上的加速度分析都会用到所谓的土豆片模型。
静力学主要研究的是物体在力系作用下的平衡规律。
我觉得二力杆是一个重要的知识点,一个杆件两端受力,处于平衡状态这是题中常见的,有时候会与力偶结合,由于力偶只能有力偶平衡从而可以得到二力杆的受力。
这部分还有一个重要的知识点我觉得是空间力系对坐标轴取矩今天的考试就考到了。
第二部分是运动学,这部分主要的是点的合成运动,刚体的平面运动。
包括刚体平动速度加速度分析,刚体定轴转动加速度速度分析,刚体平面运动加速度速度分析,但必须要明确几个概念,绝对运动、牵连运动、相对运动。
需要注意的是当牵连运动为定轴转动时会产生科氏加速度。
老师在讲这部分内容的时候讲的很是到位,举得例子也很形象,刚体是理论力学主要研究的对象。
老师在讲刚体的平面运动时也强调了重点,通过几道练习册的例题我对这部分知识也掌握的不错。
对于今天的考试不仅涉及了刚体定轴转动速度分析加速度分析,还考到了速度瞬心这一重要知识点,觉得老师出的题很好,题不难又能考察学生对知识的运用。
最后一部分动力学更是综合了静力学、运动学。
动量定理、动量守恒定理、质心运动定理、质心守恒定理、动量矩定理、刚体绕定轴转动的微分方程、动能定理等,这部分内容是刚体运动部分的重点,老师讲的也很到位,质心守恒定理用到了前面的质心坐标公式,动能定理也比高中时的更加深刻,给我印象最深的是力偶做功,今天的考试一道动力学的综合大题就用到了。
理论力学教学总结8篇第1篇示例:理论力学作为物理学的基础学科,是大学物理必修课程的重要组成部分。
它主要研究物体在受力作用下的运动规律,包括质点运动、刚体运动以及连续介质的力学性质等内容。
通过学习理论力学,可以更好地理解物理世界的运动规律,有助于培养学生的物理思维能力和解决问题的能力。
一、质点运动在学习理论力学中,首先要了解的是质点运动。
质点是一个几何点,没有大小和形状,只有质量。
质点运动可以分为直线运动和曲线运动两种情况。
在直线运动中,质点在一条直线上做匀速或变速运动;在曲线运动中,质点在空间中做曲线轨迹的运动。
为了描述质点的运动状态,我们需要引入一些基本的物理量,如位置、速度和加速度。
位置矢量用来描述质点在空间中的位置;速度矢量用来描述质点在单位时间内所移动的位置;加速度矢量用来描述质点在单位时间内速度的变化率。
通过这些物理量的关系,可以得到牛顿第二定律:物体受到的合力等于质量乘以加速度。
二、刚体运动刚体是一个在空间中保持形状不变的物体,其运动可以分为平动和转动两种情况。
平动是刚体上的所有点都沿着相同的直线运动;转动是刚体绕着固定轴心做圆周运动。
在刚体运动中,我们需要引入角度、角速度和角加速度等物理量来描述刚体的运动状态。
刚体运动的规律可以通过动力学方程和动力学定理来描述,其中角动量守恒定律和动能定理是刚体运动最基本的两个定理。
三、连续介质的力学性质连续介质是由大量微小粒子组成的系统,它具有一定的形状和体积。
连续介质的力学性质包括线性弹性、流体力学、热力学等内容。
在学习连续介质的力学性质时,我们需要了解弹性体的应力应变关系、流体的流动规律以及气体的状态方程等内容。
第2篇示例:理论力学是大学物理学专业的一门重要课程,主要研究物体在受到力的作用下产生的运动规律。
在教学中,理论力学旨在培养学生独立思考和分析问题的能力,帮助他们理解物体的运动规律并能够应用到实际情况中。
通过学习理论力学,学生可以掌握基本的物理知识,以及问题分析和解决的方法,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
理论力学知识点总结第1篇xxx体惯性力系的简化:在任意瞬时,xxx体惯性力系向其质心简化为一合力,方向与质心加速度(也就是刚体的加速度)的方向相反,大小等于刚体的质量与加速度的乘积,即。
平面运动刚体惯性力系的简化:如果刚体具有质量对称面,并且刚体在质量对称面所在的平面内运动,则刚体惯性力系向质心简化为一个力和一个力偶,这个力的作用线通过该刚体质心,大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积,方向与质心加速度相反;这个力偶的力偶矩等于刚体对通过质心且垂直于质量对称面的轴的转动惯量与刚体角加速度的乘积,其转向与角加速度的转向相反。
即(10-3)定轴转动刚体惯性力系的简化:如果刚体具有质量对称面,并且转轴垂直于质量对称面,则刚体惯性力系向转轴与质量对称面的交点O简化为一个力和一个力偶,这个力通过O点,大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积,方向与质心加速度的方向相反;这个力偶的力偶矩等于刚体对转轴的转动惯量与角加速度的乘积,其转向与角加速度的转向相反。
即(10-4)理论力学知识点总结第2篇定点运动刚体的动量矩。
定点运动刚体对固定点O的动量矩定义为:(12-6)其中:分别为刚体上的质量微团的矢径和速度,为刚体的角速度。
当随体参考系的三个轴为惯量主轴时,上式可表示成(12-7)(2)定点刚体的欧拉动力学方程。
应用动量矩定理可得到定点运动刚体的欧拉动力学方程(12-8)(3)陀螺近似理论。
绕质量对称轴高速旋转的定点运动刚体成为陀螺。
若陀螺绕的自旋角速度为,进动角速度为,为陀螺对质量对称轴的转动惯量,则陀螺的动力学方程为(12-9)其中是作用在陀螺上的力对O点之矩的矢量和。
理论力学知识点总结第3篇牛顿第二定律建立了在惯性参考系中,质点加速度与作用力之间的关系,即:其中:分别表示质点的质量、质点在惯性参考系中的加速度和作用在质点上的力。
将上式在直角坐标轴上投影可得到直角坐标形式的质点运动微分方程(6-2)如果已知质点的运动轨迹,则利用牛顿第二定律可得到自然坐标形式的质点运动微分方程(6-3)对于自由质点,应用质点运动微分方程通常可研究动力学的两类问题。
理论力学教学总结_舞蹈教师个人教学总结理论力学教学总结本学期我负责教授理论力学课程,通过合理的教学安排和多种教学方法的运用,取得了一定的教学效果。
在教学过程中,我将重点放在了理论知识的讲解和学生的实际应用能力的培养上,力求使学生能够掌握理论力学的基本原理和方法,并能够灵活运用到实际问题中。
在教学内容方面,我主要按照 syllabus 设计的教学大纲进行教学。
通过精心设计教案和课堂教学,我对每一个知识点进行了深入浅出的讲解,使学生能够理解和掌握。
我还引导学生进行思考和讨论,发挥他们的主动性和创造性,培养他们的问题解决能力和实际应用能力。
在课堂上,我还注重与学生进行互动,通过提问和讨论的形式,及时了解学生的学习情况和问题,帮助他们解决学习困难。
在教学方法方面,我运用了多种教学方法,如讲授、示范、实验、讨论等,以满足学生的不同学习需求。
讲授是教学的基本方法,我通过清晰的语言和逻辑严谨的分析,将抽象的理论知识转化为易于理解的形式,使学生能够轻松理解和掌握。
示范是实践教学的重要环节,我通过示范实验和案例分析,向学生展示理论知识的实际应用,激发学生的学习兴趣和积极性。
实验是培养学生实践能力的有效手段,我组织了一系列实验,让学生亲自动手操作,体验理论力学的基本原理和方法。
讨论则是培养学生思维能力和合作能力的重要途径,我鼓励学生积极参与讨论,分享自己的见解和经验,促进学生之间的交流和合作。
在教学评价方面,我运用了多种评价方法,如作业、考试、实验报告等,对学生的学习情况进行全面评价。
我在布置作业时,遵循适当难度的原则,注重引导学生独立思考和解决问题的能力。
在考试中,我注重考查学生对理论知识的理解和运用能力,鼓励学生多角度思考和综合分析。
通过实验报告,我对学生在实践中应用理论知识的能力进行评价,鼓励学生动手实践和创新思维。
本学期的理论力学教学取得了一定的教学效果。
学生在我的指导下,掌握了理论力学的基本原理和方法,并能够将其灵活应用到实际问题中。
理论力学教学总结《理论力学教学总结》是一篇好的范文,觉得有用就收藏了,希望对网友有用。
篇一:理论力学教学总结篇一:理论力学课程总结理论力学课程总结一·用一条你认为的主线来贯穿总结本课程的学习内容理论力学是一门研究物体机械运动的一般规律的科学。
经过一学期的学习,对理论力学有了初步大体的认识,笔者试图通过“运动”这条主线对课程进行梳理与总结:1·首先要强调的是这里说的运动是指速度远小于光速的宏观物体的机械运动,他以牛顿力学的基本定律为基础,属于古典力学范畴。
理论力学所研究的是这种运动中最一般、最普遍的规律,是各门力学分支的基础。
理论力学的内容主要包括:静力学、运动学、动力学。
但笔者认为可以通过对物体运动的分析来将其串联。
2·运动学:经典力学中运动是指运动物体空间位置的变化。
那么如何描述这种变化呢?这里就涉及到运动学的知识。
物体的运动和静止是相对的,运动是绝对的,静止是相对的。
选取的参考体不同,那么物体相对于不同参考体的运动也不同。
故描述任何运动都需要指明参考体。
现只从几何的角度来研究物体的运动,同时又根据研究对象的不同分为质点运动与刚体运动,根据运动的复杂程度分为简单运动与合成运动(刚体的平面运动),根据描述方式的不同分为轨迹、速度、加速度的讨论。
质点的运动:质点运动的可以通过矢量法、直角坐标系法、自然法进行描述,三者相互联系又各有侧重和优势。
点的复合运动与点的运动学方法作比较,最全面的范文参考写作网站可知前者主要研究瞬时的速度与加速度,后者通过数学知识建立动点绝对方程,可以得到持续运动中的各个运动量。
重点总结点的合成运动。
点的合成运动有三个对象:动点,定参考系,动参考系。
点的速度合成:va?ve?vraa?ae?ar?ac 点的加速度合成:科氏加速度:ac?2ωe?vr,体现了动坐标系转动时,相对运动与牵连运动的相互影响。
其中,要强调的是瞬时牵连点的概念:任一瞬时,动系上与动点m重合的点m即为此瞬时动点m的牵连点。
理论力学学习心得五篇篇一:理论力学学习体会学习每一门科目都会给我们带来一种能力的培养,学习数学是去学习思维,学习历史是去学习智慧。
那么学习理论力学呢.很多人觉得理论力学很枯燥,学起来的时候感觉彻底颠覆了自己的思维,像高中学习的物理什么的都变成错的了,有时候解下一道题时又感觉上一道的理论是错的,最后都不知道到底该用哪种方法去理解了。
其实,这只是在初学的时候所有的感觉。
开始对概念的偏解使你无法让现在所学的与以前的思维统一,等真正理解后才发现是多么的神奇。
理论力学的学习本身就是一种思维的学习,不过又不仅仅是这样,其中的实际问题的探讨又能帮助我们提高解决实际问题的能力,看待事物的灵活性等等。
下面我就我的学习体会浅谈一下对学习理论力学后我们所能获得的能力。
通过一题多解培养思维的灵活性。
力学问题中一题多解比较普遍.静力学中处理物体系的平衡,可以先取整体然后取部分为研究对象进行求解,也可以逐个取物体系的组成部分为研究对象进行求解.运动学中有些问题,可以用点的运动学知识求解;也可以利用复合运动知识或刚体的平面平行运动知识求解.动力学中,一题多解的例子更多,可以用动力学普遍定理求解,也可以用达朗贝尔原理求解,或用动力学普遍方程求解.我们在学习过程中,相同题型尽量用不同方法求解,做到各种方法融会贯通.久而久之,就会使我们的思维变得灵活,遇到问题勤于思考、善于思考,广开思路,通过自己的探索,找出最佳方案.利用知识之间的内在联系增强创新意识。
达朗贝尔原理和虚位移原理是创造性思维的具体体现.用动力学普遍定理分析时比较繁琐,于是就另辟思路,提出惯性力,将动力学问题变为静力学问题来处理;对一些复杂结构,用静力学平衡方程求解过程较长而复杂,为此,提出“虚位移”和“虚功”的概念,将静力学问题转为动力学问题来处理,简化计算。
抓住概念与定理之间的逻辑关系培养逻辑思维能力。
由力的概念到力系的平衡条件;由牵连运动、绝对运动、相对运动的概念到速度、加速度合成定理;由动量的概念到动量定理及动量守恒定理等等,每个概念的提出,每一个定理的推导和应用,一环扣一环,层层递进,形成一个严密的逻辑链.透过这些知识的学习和联系,可以培养我们严密的逻辑思维能力。
理论力学教学总结_舞蹈教师个人教学总结理论力学教学总结在本学期的理论力学教学中,我以提高学生的学习效果和兴趣为目标,根据学生的实际情况,结合教材特点和教学要求,采用了多种教学方法和手段。
经过一学期的努力,我取得了一定的教学成果。
我注重培养学生的学习能力。
在理论力学的教学中,我鼓励学生主动思考和独立解题,培养他们的分析和推理能力。
我引导学生学会运用所学的知识解决实际问题,并与他们进行讨论和交流,促使他们深入理解课程内容。
通过这种方式,学生们的学习兴趣得到了激发,他们也逐渐掌握了一些解题的方法和技巧。
我注重提高学生的应用能力。
理论力学是一个应用性很强的学科,我在教学中强调理论与实际的联系,引导学生学会将理论知识应用于实际问题的解决中。
我们进行了一些实际案例的分析和讨论,对学生进行了模拟实验,使他们了解理论在实际中的应用情况。
通过这种方式,学生们对理论力学的应用能力得到了提高,他们在解决实际问题时更加自信和熟练。
我注重培养学生的合作意识和团队精神。
在理论力学的教学中,我组织了一些小组活动,让学生们进行合作探究和讨论,培养他们的合作意识和团队精神。
通过合作探究,学生们能够有效地利用各自的优势,共同解决问题,并互相学习和帮助。
这种合作方式不仅提高了学生的学习效果,还培养了他们的团队合作能力。
我注重评价学生的学习情况。
在理论力学的教学过程中,我采用了多种评价方法,如课堂小测验、作业批改和小组展示等,全面了解学生的学习情况。
通过评价,我可以及时发现学生的问题和困惑,并有针对性地进行指导和辅导。
评价也激励了学生,促使他们在学习上进行自我反思和提高。
通过本学期的教学实践,我认为理论力学的教学需要注重培养学生的学习能力、应用能力、合作意识和团队精神。
只有通过这些努力,才能让学生掌握理论力学的基本知识和方法,并能够熟练运用于实际问题的解决中。
希望在今后的教学实践中,我能够更加深入地探索理论力学的教学方法和手段,不断提高教学效果,让更多的学生受益。
2024年理论力学学习体会,____字理论力学是物理学的基础学科,是研究物体运动的力学规律和运动规律的数学描写的学科。
在2024年,我有幸学习了理论力学这门课程,通过学习和实践,我对理论力学有了更深入的理解和认识。
在我学习的过程中,我意识到理论力学的重要性和应用价值,并且体会到了学习这门课程的困难和挑战。
在这篇文章中,我将分享我对理论力学的学习体会和心得。
首先,我深刻认识到理论力学是物理学的基石。
理论力学研究的是物体在力的作用下的运动规律,它是描述和解释物质世界中各种力学现象的核心理论。
通过学习理论力学,我了解到了牛顿力学和拉格朗日力学这两大分支的基本原理和数学方法。
牛顿力学是经典力学的基础,它通过描述物体在外力作用下的运动轨迹来揭示物体的动力学特征。
而拉格朗日力学则是从系统的整体性能出发,通过构建广义坐标和拉格朗日函数来描写物体的运动规律。
这两种方法相辅相成,互为补充,为我们研究和解决各种力学问题提供了有力的工具。
其次,理论力学的应用价值不可忽视。
理论力学在物理学、工程学和应用科学等领域都有广泛的应用。
通过理论力学的研究,我们可以深入了解和揭示物质运动的规律,从而指导和推动科学技术的发展。
例如,在工程学中,理论力学可以用于设计和分析各种机械装置和结构。
在物理学中,理论力学可以用于解释天体运动和微观粒子的行为。
在应用科学中,理论力学可以用于优化和改进各种工艺和生产过程。
因此,理论力学的学习对我们的学科研究和实践应用都具有重要的意义。
然而,学习理论力学也面临着一定的困难和挑战。
首先,理论力学是一门数学和物理学相结合的学科,它需要我们掌握一定的数学工具和方法。
例如,微积分、线性代数和微分方程等数学知识是理论力学学习的基础,我们必须要有扎实的数学基础才能够深入理解和应用理论力学的原理和方法。
其次,理论力学的问题求解需要我们具备一定的逻辑思维和分析能力。
在解决实际问题时,我们需要能够找到问题的本质和关键点,并运用正确的理论和方法进行求解。
理论力学期末总结反思与总结首先,通过学习理论力学,我更加深入地理解了牛顿运动定律。
在高中阶段学习物理的时候,我已经学习过牛顿运动定律,但是通过理论力学课程的学习,我对牛顿运动定律有了更加全面和深入的理解。
我了解到,牛顿运动定律是针对质点的运动而言的,而质点是没有形状和大小的,只有质量和位置。
在质点系的运动中,我们可以通过Newton第二定律得到质点系的加速度,进而得到质点系的运动方程。
在具体的计算过程中,我学会了如何处理质点系的坐标系变换问题,这是理论力学中的基础知识。
其次,通过学习拉格朗日力学,我对体系的运动有了更加深入和细致的描述。
拉格朗日力学是一种基于物体的动力学性质来描述其运动的方法。
通过引入拉格朗日函数,我们可以得到质点系的运动方程,进而求解体系的运动。
在学习拉格朗日力学的过程中,我发现了一个重要的概念——广义坐标。
广义坐标是描述体系运动的一组独立的变量,通过广义坐标可以描述体系的位置和速度。
同时,通过求解拉格朗日函数的欧拉-拉格朗日方程,我们可以得到质点系的运动方程。
这种方法不仅适用于质点系,还可以推广到连续体和场的运动中。
另外,学习哈密顿力学让我对物理系统的运动有了另一种视角。
哈密顿力学是一种将质点系的运动描述成相空间中轨迹的方法。
在哈密顿力学中,我们引入了哈密顿函数,通过哈密顿函数可以得到系统的广义动量和广义坐标。
通过求解哈密顿正则方程,我们可以得到系统的运动方程。
和拉格朗日力学相比,哈密顿力学更加适用于处理系统的守恒量和相空间流动等问题。
在学习哈密顿力学的过程中,我也学会了如何处理正则变换和正则变换下哈密顿函数的变化。
总的来说,通过学习理论力学,我对物理学的基本原理和数学方法有了更深入的理解。
通过数学工具的运用,我们可以对物理系统的运动进行分析和预测。
理论力学不仅是一门重要的基础课程,也是我们理解和探索自然界运动规律的重要工具。
在学习理论力学的过程中,我也发现了自己的不足和需要进一步提高的地方。
理论力学教学总结6篇篇1引言理论力学作为物理学的一个重要分支,在科学研究和工程实践中具有广泛的应用。
本文将对我校理论力学的教学情况进行总结,分析教学现状、存在的问题以及提出改进措施,旨在提高教学质量和效果。
一、教学现状1. 教学内容与课程设置目前,我校理论力学的教学内容主要包括力学基础、弹性力学、塑性力学、流体力学、振动与波等方面的知识。
课程设置上,我们开设了理论力学基础课程和多个选修课程,以满足不同专业学生的需求。
2. 教学方法与手段在教学过程中,我们采用讲授、讨论、实验等多种教学方法,注重培养学生的理论素养和实践能力。
同时,我们利用多媒体、网络等现代教学手段,提高学生的学习兴趣和效果。
3. 教学评价与反馈我们通过课程考试、作业、实验报告等多种方式对学生的学习情况进行评价,并根据学生的反馈和需求进行针对性的教学调整。
同时,我们也接受学生的评教,以不断改进教学质量。
二、存在的问题1. 教学内容更新滞后理论力学作为物理学的一个重要分支,其理论体系和应用领域在不断发展和更新。
然而,我们的教学内容更新相对滞后,未能及时反映最新的科学研究成果和应用需求。
2. 教学方法单一虽然我们采用了多种教学方法和手段,但整体来看,我们的教学方法仍较为单一,缺乏创新和多样性,未能充分激发学生的学习兴趣和积极性。
3. 实验设备陈旧实验设备是理论力学教学的重要组成部分,然而,我们的实验设备陈旧、落后,无法满足现代教学的需求。
这导致学生在实验环节中难以获得良好的学习体验和实践机会。
三、改进措施1. 更新教学内容我们将加强与国内外知名学者和科研机构的合作与交流,及时引进最新的科学研究成果和应用需求,更新我们的教学内容和课程体系。
同时,我们也将鼓励学生参与科研活动,培养学生的创新能力和实践能力。
2. 多样化教学方法我们将积极探索和创新多种教学方法和手段,如翻转课堂、项目导向学习等,以提高学生的学习兴趣和积极性。
同时,我们也将利用网络和多媒体资源,开展远程教育和自主学习,以满足不同学生的学习需求和时间安排。
理论力学课程总结一·用一条你认为的主线来贯穿总结本课程的学习内容理论力学是一门研究物体机械运动的一般规律的科学。
经过一学期的学习,对理论力学有了初步大体的认识,笔者试图通过“运动”这条主线对课程进行梳理与总结:1·首先要强调的是这里说的运动是指速度远小于光速的宏观物体的机械运动,他以牛顿力学的基本定律为基础,属于古典力学范畴。
理论力学所研究的是这种运动中最一般、最普遍的规律,是各门力学分支的基础。
理论力学的内容主要包括:静力学、运动学、动力学。
但笔者认为可以通过对物体运动的分析来将其串联。
2·运动学:经典力学中运动是指运动物体空间位置的变化。
那么如何描述这种变化呢?这里就涉及到运动学的知识。
物体的运动和静止是相对的,运动是绝对的,静止是相对的。
选取的参考体不同,那么物体相对于不同参考体的运动也不同。
故描述任何运动都需要指明参考体。
现只从几何的角度来研究物体的运动,同时又根据研究对象的不同分为质点运动与刚体运动,根据运动的复杂程度分为简单运动与合成运动(刚体的平面运动),根据描述方式的不同分为轨迹、速度、加速度的讨论。
质点的运动:质点运动的可以通过矢量法、直角坐标系法、自然法进行描述,三者相互联系又各有侧重和优势。
点的复合运动与点的运动学方法作比较,可知前者主要研究瞬时的速度与加速度,后者通过数学知识建立动点绝对方程,可以得到持续运动中的各个运动量。
重点总结点的合成运动。
点的合成运动有三个对象:动点,定参考系,动参考系。
点的速度合成 :点的加速度合成:科氏加速度:,体现了动坐标系转动时,相对运动与牵连运动的相互影响。
其中,要强调的是瞬时牵连点的概念:任一瞬时,动系上与动点M 重合的点'M 即为此瞬时动点M 的牵连点。
而瞬时牵连点的速度与加速度即为动点的牵连速度与加速度,这个概念可以很好的判断e v 与 e a 。
通过做过的题目总结可知,动点与动系的选择往往是解题的关键,而易于辨析的相对轨迹是选择动点与动系的重要原则,用充分利用约束条件使得相对轨迹的速度与加速度易于求解。
刚体的平面运动:刚体的运动可分为刚体的基本运动(平动与定轴转动)和刚体的平面运动。
刚体的平面运动可看做是多种基本运动的合成。
在分析刚体速度与加速度时,最重要的方法为基点法。
速度分析时,有两个重要的定理,速度投影定理与瞬心法。
刚体各点速度分析: +A B AB v v v =, AB BA v r ω=⨯a e r =+v v v a e r C =++a a a a 2C e r =⨯a ωv刚体各点加速度分析:nA AB AB B a a a a τ=++ 2,nBA BA BA BA τω=-=⨯a r a αr 刚体是在受力后其大小、形状和内部各点相对位置都保持不变的理想化模型,基于这个原理,有速度投影定理:刚体是理想化的质点系,故刚体的运动与点的运动既有联系,也有区别。
上面公式中的A v 为基点的绝对速度,AB v 可看作相对速度,A v 即为绝对速度。
但需注意的是,刚体的基点与动点是在一个刚体上,而点的复合运动中动系的选择是任意的。
3·静力学:力是物体间的相互作用,也是物体运动状态发生改变或是形变的原因。
当物体静止时,必受平衡力。
由于静止是相对的,故可看做是一种特殊的运动形式。
这种运动下分析平衡力的问题为静力学问题。
静力学主要研究受力物体平衡时作用力所应满足条件,受力分析的方法,以及力系简化方法。
而解决问题的关键是通过受力分析建立有效的力系平衡方程,进而求解受力或力矩。
受力分析首先要判断力的类型,静力学中,主要有主动力与约束反力,主动较容易判断,但不同的约束产生不同的约束反力,通过分析约束的类型及性质,判断约束反力和约束反力偶。
任意力系平衡方程:()0e e i R ==∑F F ,()0e o ii =⨯=∑M r F 其中,平面力系可列三个独立方程,空间力系可列六个独立方程,()()B AB A AB =v v分别可以解三个和六个未知量,为静力学一般问题。
而还需强调的是特殊的结构——平面简单桁架,特殊的约束反力——摩擦力。
简单桁架中每根杆均为二力杆件,每个节点都受一个平面汇交力系的作用。
这些特殊性质是球节杆件受力的基础,主要运用节点法(以节点为研究对象,由已知力求出杆件内力)和截面法(选取适当截面,把部分桁杆截开,再考虑任意部分的平衡,求出被截桁杆的内力)。
摩擦是一种极其复杂的力学现象,它的方向与用物体相对运动或是相对运动的趋势相反,大小也往往是一个范围,故需要将力与运动结合分析,这也是笔者下一部分要讨论的重点。
4·动力学:动力学主要研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
课程中涉及到分析力学(虚位移原理),达朗贝尔原理(动静法),质点系动力学普遍定理,动力学普遍方程与拉格朗日方程。
虚位移原理是建立在具有理想约束的质点系基础之上来分析平衡状态的,是“以动论静”。
让静止的物体在满足约束条件的范围产生假想位移,主动力做功为零。
在物体不同的情况下用动力学知识进行求解。
虚位移原理等价于静力学普遍方程:在解题过程中,利用约束力不做功避免了约束力的出现这是虚位移原理解题与静力学相比最大的优势。
遇到的题目大概会有两类,求主动力,将约束解除求约束力,难点是找出主动力对应的虚位移关系,主要通过几何法和坐标系解析法来确定。
10N ii i δ=⋅=∑F r达朗贝尔原理又称动静法,即用静力学中研究平衡问题的方法来求解动力学问题。
将牛顿力学中的加速度赋予新的定义。
引入惯性力:I F ma =-,通过运动分析判断出加速度,可得到惯性力,可直接用静力平衡的知识解决问题。
惯性力矩也是同样的原理。
质点系的达朗贝尔定理:在刚体平面运动中:在刚体定轴转动中:解题过程中运用了静力学中力系简化的方法,不过原理上却不尽相同。
运用达朗贝尔定理时惯性力向哪点简化,惯性力矩中的转动惯量即为这点的转动惯量。
质点系动力学的三大普遍定理包括动量定理,动量矩定理,动能定理。
描述了力的冲量、力矩、力做功与物体运动的关系。
动量定理:()e i d dt =∑P F 动量矩定理:()()e o i d dt=∑o L M F 动能定理:2112T T W -=三个定理都是牛顿第二定律的变形,侧重点不同。
应用动量定理可以避免考虑内力,动量矩定理不仅可以不考虑内力,且可忽略部分外力(被取矩的点或轴所受力),质点在有心力作用下动量矩守恒,*C C C m M J α=-=-*F a ****C o x y z m M i M j M k =-=++*F a M *动能定理中的动能变化由初末状态决定,在具有理想约束的一个自由度系统,应用动能定理建立系统运动与受力之间的关系,就显得非常简便。
而在分析物体的动量、动量矩、动能时,不同的运动类型得到不同结果,平面运动与定轴转动是主要形式。
这需要很好地掌握运动学知识。
达朗贝尔原理将动力学问题转化为静力学求解,虚位移原理建立了静力学普遍方程,而拉格朗日将其合二为一,既得动力学普遍方程。
*1()0N i i i i δ=+⋅=∑F F r 1,2,3,i N =在理想约束的情况下,动力学普遍定理可解决一切动力学问题,特别是对自由度在两个以上的问题,借助计算机可较简便的求解。
对完整系统,拉格朗日方程是实用的建立动力学方程方法:d d ()()0(1,2,,)d d j j j j jT T L L Q j k t q q t q q ∂∂∂∂-=-==⋅⋅⋅∂∂∂∂和 在广义坐标下,拉格朗日方程的形式化简为:1()0n i i i i i j r F m r q =∂-⋅=∂∑应用拉格朗日方程可使系统的动力学方程的数目减少到最少(拉氏方程:3n –k 个,牛顿方程:3n + k 个),可消去全部理想约束力。
拉氏方程遵循统一有效的、容易掌握的步骤解题,从而大大简化了复杂质点系动力学问题的分析和求解过程,提供了用广义坐标形式建立质点系动力学的普遍方程。
值得指出的是拉氏方程中各项物理意义不如牛顿动力学方程那么明显;不能用该方程求解理想约束反例;对于单个物体或简单系统的动力学问题有时不如牛顿力学求解方便,因此到底怎样解决具体问题,由具体问题而定,不能一概而论。
解题时一般取整个系统为研究对象,分析研究对象的约束性质,确定自由度数目,并适当选取广义坐标;运动分析,用广义坐标、广义速度等表示系统动能;分析作用在系统上的主动力,并计算广义力。
当主动力均为有势力时,应以广义坐标表示系统动能有时还要计算非保守主动力的广义力;将动能、拉氏函数、广义力带入相应的拉氏方程;根据相应的拉格朗日方程建立质点系的运动微分方程。
至此,笔者已将理论力学课程的大部分内容通过物体的运动串联起来,虽不够言简意赅,也存在一些漏洞,但总体上表达了自己的想法与所学。
串联知识的同时,还简要介绍了自己在看书和做题时的心得体会以及一部分规范做题的步骤。
在进行知识串联时,深刻体会到对自己不熟悉知识的力不从心,今后一定要在透彻的理解掌握基本概念的同时,多思考,多提问,多总结,一定不辜负章老师对我们的期望。
二·书评本学期的理论力学课程,我主要以哈工大第六版《理论力学》和北京交通大学税国双老师编写的《理论力学》为教材,也参考了范钦珊编写的理论力学和贾书惠编写的理论力学教程。
现主要将哈工大版(以下称哈版)和交大版教材(以下称交版)进行内容的简要比较,并阐述笔者对两本教材优势与不足的分析。
哈工大第六版交大版 先比较一下两本教材的主要内容:交版《理论力学》共分为10章,内容包括:绪论、静力学基本概念、力系的简化、力系的平衡方程及其应用、点的运动学及刚体的简单运动、点的合成运动、刚体的平面运动、虚位移原理、达朗贝尔原理、质点系动力学普遍定理、动力学普遍方程与拉格朗日方程。
哈版分三大部分15章,内容包括:静力学(含静力学公理、物体的受力分析、平面力系、空间力系、摩擦);运动学(含点的运动学、刚体的简单运动、点的合成运动、刚体的平面运动);动力学(含质点动力学的基本方程、动量定理、动量矩定理、动能定理、达朗贝尔原理、虚位移原理)。
哈尔滨大学理论力学教研室编《理论力学》【第六版】是高校广泛采用的教材。
因其多年修订,已经趋于成熟,是很难超越的经典教材。
整本书由浅入深,逻辑清晰,比较容易入门,但真正掌握起来却不是那么容易;课后习题更是多年的精华,题目有很强的代表性,也与实际联系紧密;每一章的小结能够言简意赅的把重点串联起来,使初学者更好地把握所学内容。
相对于哈版,交版增加了动力学普遍方程与拉格朗日方程的章节,提升了分析力学的地位,更好的将分析力学融入教学;将动力学三大普遍定理合为一章,突出刚体平面运动微分方程的介绍,密切碰撞与动力学普遍定理的联系,数学计算要求较高;绪论部分,阐述了大量力学体系及力学史的内容,很好的突出了力学的地位,让我对力学更加重视和感兴趣;强调数学软件MATLAB 的应用,试图将MATLAB软件和理论力学教学有机地结合起来,可以达到提高教学效率,激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考问题的能力的目的。